Gen TWNK
Gen TWNK nằm trên nhiễm sắc thể 10, cung cấp hướng dẫn tạo ra hai protein rất giống nhau gồm Twinkle và Twinky. Những protein này hiện diện trong ty thể—bộ máy năng lượng của tế bào.
Chức năng chính
Mỗi ty thể chứa một lượng nhỏ ADN được gọi là ADN ty thể (mtDNA)—vật liệu rất cần thiết cho ty thể hoạt động bình thường. Protein Twinkle tham gia vào quá trình sản xuất và duy trì mtDNA. Nó hoạt động như một chuỗi xoắn kép ADN của ty thể bằng cách liên kết với ADN và tạm thời tháo xoắn chuỗi ADN. Quá trình tháo tháo xoắn cần thiết để sao chép mtDNA. Chức năng của protein Twinky vẫn chưa rõ ràng.
Đột biến gây bệnh
Thần kinh mất điều hòa
Đột biến gen TWNK xuất hiện trong một số ít trường hợp bị thần kinh mất điều hòa (ataxia neuropathy spectrum). Người bệnh gặp các vấn đề phối hợp và thăng bằng (mất điều hòa) cùng với rối loạn chức năng thần kinh (bệnh thần kinh). Các bệnh lý trước đây được đặt tên là hội chứng mất điều hòa ty lạp thể di truyền lặn (Mitochondrial Recessive Ataxia Syndrome - MIRAS) và rối loạn điều hòa thần kinh cảm giác và liệt vận nhãn (Sensory Ataxia Neuropathy Dysarthria and Ophthalmoplegia - SANDO) hiện nay được bao gồm trong phổ bệnh lý thần kinh mất điều hòa.
Đột biến gen TWNK làm gián đoạn chức năng của Twinkle, nó xóa một lượng lớn mtDNA trong mô cơ của người bệnh. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa rõ vì sao đột biến gen TWNK gây ra các dấu hiệu và triệu chứng của phổ bệnh thần kinh mất điều hòa.
Mất điều hòa spinocerebellar khởi phát ở trẻ sơ sinh
Ít nhất sáu đột biến gen TWNK gây ra chứng mất điều hòa spinocerebellar khởi phát ở trẻ sơ sinh (Infantile-onset Spinocerebellar Ataxia - IOSCA). Đột biến phổ biến nhất (Tyr508Cys hoặc Y508C) thay thế axit amin tyrosine bằng cysteine tại vị trí 508 trong protein Twinkle. Đa số người bệnh mang hai bản sao của gen đột biến trong mỗi tế bào. Có thêm ít nhất hai đột đặc thù đã được báo cáo trong một số gia đình. Trong những trường hợp này, người bệnh mang một bản sao gen đột biến của riêng họ và một bản sao của đột biến Tyr508Cys trong mỗi tế bào.
Đột biến gen TWNK can thiệp chức năng của protein Twinkle, từ đó khiến số lượng mtDNA giảm sút. Suy giảm chức năng mtDNA trong hệ thống thần kinh (đòi hỏi một lượng lớn năng lượng) dẫn đến rối loạn chức năng thần kinh và các vấn đề khác liên quan đến IOSCA.
Hội chứng Perrault
Ít nhất bốn đột biến gen TWNK đã được xác định trong các gia đình mắc hội chứng Perrault. Bệnh nhân nam bị mất thính giác, trong khi bệnh nhân nữ gặp bất thường buồng trứng. Đột biến thay đổi các axit amin đơn lẻ trong protein Twinkle. Người suy đoán những đột biến này làm giảm hoạt động helicase của protein. Tuy nhiên, họ vẫn chưa biết chính xác vì sao đột biến gen TWNK dẫn đến các vấn đề về thính giác và bất thường buồng trứng.
Xem thêm Hội chứng PerraultLiệt vận nhãn bên ngoài tiến triển
Ít nhất 40 đột biến gen TWNK gây ra chứng liệt vận nhãn bên ngoài tiến triển (progressive external ophthalmoplegia). Người bệnh bị suy yếu các cơ kiểm soát chuyển động của mắt, nên mí mắt sụp xuống (ptosis). Người ta suy đoán protein Twinkle bị đột biến đã làm suy yếu hoạt động của helicase, từ đó làm ngưng trệ quá trình sao chép ADN. Mặc dù cơ chế chưa rõ ràng, nhưng sự đình trệ sao chép dường như dẫn đến một lượng lớn vật liệu di truyền bị xóa bỏ khỏi mtDNA trong mô cơ. Người ta chưa rõ vì sao mtDNA bị xóa lại dẫn đến các dấu hiệu và triệu chứng của bệnh liệt vận nhãn bên ngoài tiến triển, mặc dù các đặc điểm của bệnh có thể liên quan đến quá trình phosphoryl hóa oxy hóa bị suy yếu. Người ta cho rằng các cơ mắt thường bị ảnh hưởng bởi các khuyết tật của ty thể vì chúng đặc biệt phụ thuộc vào quá trình phosphoryl hóa oxy hóa để lấy năng lượng.
Các vấn đề khác
TTrong một số gia đình, đột biến gen TWNK dẫn đến hội chứng suy giảm mtDNA, dạng gan não. Người bệnh bị yếu cơ (nhược cơ), giảm chức năng gan, chậm phát triển, co giật, mất cảm giác và yếu ở các chi (bệnh thần kinh ngoại biên).
Các tên gọi khác
- C10orf2
- chromosome 10 open reading frame 2
- PEO1
- PEO1_HUMAN
- progressive external ophthalmoplegia 1 protein
- T7 gp4-like protein with intramitochondrial nucleoid localization
- T7-like mitochondrial DNA helicase
- twinkle
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. TWNK twinkle mtDNA helicase [Homo sapiens (human)]. Retrieved July 07, 2023 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/56652/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. MITOCHONDRIAL DNA DEPLETION SYNDROME 3 (HEPATOCEREBRAL TYPE); MTDPS3. Retrieved July 07, 2023 from https://omim.org/entry/251880
- National Library of Medicine. TWNK gene. Retrieved July 07, 2023 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/twnk/